原核生物分类与多样性

这个系统发育（进化树）描述了生命的三个领域：真核、古菌和细菌之间的进化关系。这两个原核结构域（古菌和细菌）各自包含几个较小的分类群。在古菌群中有广古菌、克氏古菌、纳米古菌和古氏古菌。细菌中有变形杆菌、衣原体、螺旋体、蓝藻细菌和革兰氏阳性细菌。

所述五种细菌法的特点是蛋白质细菌，包括五种类、α、β、γ、δ和ε。大多数α变形细菌的物种是自养的，但有些是动植物的共生体，有些是病原体。真核细胞的线粒体被认为是由细菌产生的。 代表性的物种包括根瘤菌（一种与豆类植物根相关的固氮内共生菌）和立克次体，它是引起斑疹伤寒和落基山斑疹热的专性细胞内寄生虫（但不是由维生素D缺乏引起的病）。 显微照片显示，杆状立克次氏体立克次体位于更大的真核细胞内。

β变形细菌包括多种细菌类群。 一些物种在氮循环中起重要作用。 代表性的物种包括亚硝酸盐单胞菌，其将氨氧化成硝酸盐；以及负螺旋藻，其引起大鼠叮咬发烧。 显示了螺旋形负螺旋形的显微照片。

γ变形细菌包括许多有益于人体肠道的共生菌，以及常见的人类病原体。 该亚组中的某些物种会氧化硫化合物。 代表性的物种包括大肠杆菌，通常是人类肠道的有益微生物，但有些菌株会导致疾病； 沙门氏菌（某些菌株会引起食物中毒和伤寒）； 鼠疫耶尔森氏菌-布本鼠疫的病原体； 铜绿假单胞菌-引起肺部感染； 霍乱弧菌（霍乱的病原体）和产生铬硫的细菌细菌将硫氧化，产生硫化氢。 显微照片显示棒状霍乱弧菌，长约1微米。

在不利条件下，某些δ变形杆菌会产生形成孢子的子实体。 其他还原硫酸盐和硫。 代表性的物种包括粘杆菌，它在不利条件下会生成形成孢子的子实体，以及寻常脱硫弧菌，一种厌氧，减少硫的细菌。 显微照片显示具有长鞭毛的弯曲杆状寻常脱硫弧菌。

ε变形细菌包括许多以共生菌或病原体形式存在于动物消化道中的物种。 在深海热液喷口和冷渗漏栖息地中发现了这一类细菌。

描述的下一个门（类别）是衣原体。 该类的所有成员均为动物细胞的专性细胞内寄生虫。 细胞壁缺乏肽聚糖。 显微照片显示了被沙眼衣原体感染的细胞的子宫颈抹片涂片。 衣原体感染是最常见的性传播疾病，可导致失明。

螺旋体门的所有成员都有螺旋形的细胞。 大多数是自由生活的厌氧菌，但有些是致病的。 鞭毛在内膜和外膜之间的周质空间中纵向延伸。 代表性物种包括梅毒螺旋体（梅毒的病原体）和伯氏疏螺旋体（莱姆病的病原体）。显微照片显示螺旋形的梅毒螺旋体，宽约1微米。

蓝藻细菌门中的细菌（也称为蓝绿藻）通过光合作用获得能量。 它们无处不在，存在于陆地、海洋和淡水环境中。 真核叶绿体被认为是来自该类细菌。 蓝藻原球菌被认为是地球上最丰富的光合生物，可产生世界一半的氧气。 显微照片显示了细长的棒状物种，称为席藻属。

革兰氏阳性细菌的细胞壁很厚，没有外膜。 该亚类中居住在土壤中的成员分解有机物。 一些物种会引起疾病。 代表性的物种包括炭疽芽孢杆菌，它会引起炭疽。 引起肉毒中毒的肉毒梭菌；艰难梭菌，在抗生素治疗期间引起腹泻； 链霉菌，包括链霉素在内的许多抗生素都来自链霉菌； 支原体是已知的最小的细菌，缺乏细胞壁。 有些生活自由，有些是致病的。 显微照片显示艰难梭状芽胞杆菌，呈棒状，长约3微米。

衣原体、螺旋体、蓝藻细菌和革兰氏阳性菌见下表。

衣原体：该类群的所有成员都是专性的动物细胞内寄生虫。细胞壁缺乏肽聚糖。代表性病原体：沙眼衣原体，可导致失明的常见性传播疾病。典型显微照片：在巴氏涂片中，毛状衣原体在细胞内呈粉红色包涵体。

螺旋体：这种有螺旋形细胞的物种的大多数成员是自由生活的厌氧菌，但也有一些是致病的。鞭毛纵向分布于内外膜之间的周质间隙。代表性微生物：梅毒病原体梅毒螺旋体、莱姆病病原体伯氏疏螺旋体。代表性显微照片：苍白密螺旋体，一种螺旋形的细菌。

蓝藻细菌：也被称为蓝绿藻，这些细菌通过光合作用获得能量。它们无处不在，存在于陆地、海洋和淡水环境中。真核叶绿体被认为是来自这一组细菌。代表生物：原绿球藻，被认为是地球上最丰富的光合生物；负责产生世界上一半的氧气。典型的显微照片：福尔米菌，一种细长的杆状细菌。

革兰氏阳性细菌：该亚群的土居细菌分解有机物。有些物种会引起疾病。它们的细胞壁很厚，没有外膜。代表微生物：炭疽杆菌，引起炭疽；肉毒杆菌，引起肉毒中毒；难辨梭状芽胞杆菌，在抗生素治疗期间引起腹泻；链霉菌，许多抗生素，包括链霉素，都是从这些细菌中提取的；支原体是已知的最小的细菌，没有细胞壁。有些是自由生活的，有些是致病的。代表性显微照片：双梭状芽胞杆菌，一种杆状细菌。

描述了古菌四类的特征。广古菌包括产甲烷菌和盐细菌，前者以代谢废物的形式产生甲烷，后者生活在极端盐碱化的环境中。产甲烷菌会导致人类和其他动物的肠胃胀气。由于细菌视紫红质的存在，盐细菌可以大量繁殖并呈现红色。细菌视紫红质与视网膜色素视紫红质有关。显微照片显示杆状的盐细菌。普遍存在的古钩足动物门的成员在固定碳方面起着重要作用。这个群体中的许多成员是依赖硫的极端微生物。有些是嗜热的或超嗜热的。显微照片显示的是一种球虫状的硫堇，它生长在温度在75°到80°C之间，pH值在2到3之间的火山泉中。矮始祖鸟门目前只包含一个物种，一种纳古菌（Nanoarchaeum equitans），它是从大西洋海底和黄石国家公园的热液喷口分离出来的。它是与另一种古细菌（Ignococcus）的专性共生。显微照片显示两个小而圆的N. equitans细胞附着在一个较大的Ignococcus细胞上。古生动物被认为是最原始的生命形式之一，迄今为止只在黄石国家公园的一个温泉——黑曜石池中发现过。显微照片显示这一组的各种标本形状各异。

两个细菌板与红色琼脂显示。两个盘子上都覆盖着菌落。在右边含有溶血性细菌的平板上，红色的琼脂变成了透明的细菌生长的地方。在左边含有非溶血性细菌的平板上，琼脂不清楚。